【正文】 表明，以電動(dòng)機(jī)一側(cè)為基準(zhǔn)看，可將直流電源電壓看作是被降低到了 E? 。 從 能量傳遞關(guān)系出發(fā)進(jìn)行的推導(dǎo) 。通常串接較大電感 L 使負(fù)載電流連續(xù)且脈動(dòng)小。 各種新穎、復(fù)雜的控制策略和方案得到實(shí)現(xiàn)，并具有自診斷功能，并具有智能化的功能。電力電子學(xué)是橫跨 “電子 ”、 “電力 ”和 “控制 ”三個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)新興工程技術(shù)學(xué)科。利用相同結(jié)構(gòu)的基本斬波電路進(jìn)行組合，可構(gòu)成多相多重?cái)夭娐贰? 1957 年第一只晶閘管 —也稱可控硅 (SCR)問(wèn)世后，因此 ,自 20 世紀(jì)60 年代開(kāi)始進(jìn)入了晶閘管時(shí)代。有人甚至提出，電子學(xué)的下一項(xiàng)革命將發(fā)生在以工業(yè)設(shè)備和電網(wǎng)為對(duì)象 的 電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，電力電子技術(shù)將把人們帶到第二次電子革命的邊緣 ?；?“分段線性 ”的思想，對(duì)降壓斬波電路進(jìn)行解析。 式（ 121） 中表示升壓比，調(diào)節(jié)其大小，即可改變輸出電壓 oU的大小，調(diào)節(jié)方法與 中改變導(dǎo)通比 ? 的方法類似。 Cuk 斬波電路的原理圖和等效圖如下 圖 Cuk 斬波電路及其行將電路 a） 電路圖 b） 等效電路 當(dāng) V 通態(tài)時(shí) 1 VEL??回路和 2 VR L C? ? ? 回路有電流 。 電流可逆斬波電路 斬波電路用于拖動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)時(shí)， 常要使直流電動(dòng)機(jī)既可電動(dòng)運(yùn)行，又能再生制動(dòng)，將能量回饋電源，從電動(dòng)狀態(tài)到再生制動(dòng)的切換EU ???? 1o成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 17 可通過(guò)改變電路連接方式實(shí)現(xiàn)，但在要求快速響應(yīng)時(shí)，就需要通過(guò)對(duì)電路本身的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。該電路相當(dāng)于由三個(gè)降壓斬波電路單元并聯(lián)而成，總輸出電流為三個(gè)斬波電路單元輸出電流之和，其平均值為單元輸出電流平均值的三倍。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來(lái)解算問(wèn)題要比用 C，F(xiàn)ORTRAN 等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn) ,使 MATLAB 成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。新版本的 MATLAB 語(yǔ)言是基于最為流行的 C＋＋語(yǔ)言基礎(chǔ)上的，因此語(yǔ)法特征與 C＋＋語(yǔ)言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書(shū)寫(xiě)格式。 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 24 5）應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱 MATLAB 對(duì)許多專門的領(lǐng)域都開(kāi)發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 27 圖 升壓斬波電路的仿真波形 圖 觀察仿真結(jié)果，從圖中可以看輸出電壓在 200V左右，滿足關(guān)系式o n o ffoo ff o fftt TU E Ett???。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)寫(xiě)作過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。 歷經(jīng)了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，我感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我加深了我對(duì)直流斬波電路和認(rèn)識(shí)，學(xué)到許多軟件方面的知識(shí)。在 電路仿真的 初期，由于經(jīng)驗(yàn) 不足 ，覺(jué)得無(wú)從下手，經(jīng)過(guò)導(dǎo)師 悉心 的指導(dǎo)，我 對(duì)電路仿真 漸漸有了頭緒 ，也有了興趣 ，通過(guò) 先前 對(duì) 資料 分析 ，逐漸 掌握電路的仿真原理和技巧，其他問(wèn)題也迎刃而解。仿真時(shí)間設(shè)為 5ms，算法采用 ode45s。模型中連接了示波 器，用于觀察線路中各部分電壓和電流波形?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程繪圖。而且新版本的 MATLAB 提供了完整的聯(lián)機(jī)查詢、幫助系統(tǒng)，極大的方便了用戶的使用。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。前面介紹的兩種復(fù)合斬波電路是由不同的基本斬波電路 組合而成的。 Zeta 斬波電路的輸入和輸出關(guān)系 為 (150) 兩種電路相比，具有相同的輸入輸出關(guān)系， Sepic 斬波電路中，電源電流和負(fù)載電流均連續(xù)，有利于輸入輸出濾波，反之， Zeta斬波電路的輸入和輸出電流均是斷續(xù)的?？梢?jiàn)負(fù)載電壓極性為上負(fù)下正，與電源電壓極性相反，該電路也稱作反極性斬波電路。輸出電壓平均值為： (118) oU 不僅和占空比 ? 有關(guān)，也和反電動(dòng)勢(shì) ME 有關(guān)。 根據(jù)對(duì)輸出電壓平均值進(jìn)行調(diào)制的方式不同，斬波電路可有三種控制方式 : (1)保持開(kāi)關(guān)周期 T 不變 ,調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間 ont ,稱為脈沖寬度調(diào)制(PWM調(diào)制 )此種方式應(yīng)用最多。據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家預(yù)測(cè)，今后將有 95%的電能要經(jīng)電力電子技術(shù)處理后再使用，即工業(yè)和民用的各種機(jī)電設(shè)備中，有 95%與電力電子產(chǎn)業(yè)有關(guān)，特別是，電力電子技術(shù)是弱電控制強(qiáng)電的媒體 ，是機(jī)電設(shè)備與計(jì)算機(jī)之間的重要接口，它為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)采用微電子技術(shù)創(chuàng)造了條件，成為發(fā)揮計(jì)算機(jī)作用的保證和基礎(chǔ)。當(dāng)輸出接電網(wǎng)時(shí)，稱之為有源逆變；當(dāng)輸出接負(fù)載時(shí)，稱之為無(wú)源逆變。 直流斬波電路的種 類較多，包括 6 種基本斬波電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、 Cuk 斬波電路、 Sepic 斬波電路和 Zeta 斬波電路，其中前兩種是最基本的電路。 交流 直流 (ACDC)變換：將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。通過(guò)電力電子技術(shù)對(duì)電能的處理，使電能的使 用達(dá)到合理、高效和節(jié)約。 OU 最大為 E ，減小占空比 ? ， 則 OU 隨之減小。這種情況下，假設(shè)電源電流平均值為 1I ，則有 (114) 其值小于等于負(fù)載電流 oI ，由上式得 (115) 即輸出功率等于輸入功率，可將降壓斬波器看作直流降壓變壓器。 ? ? R EEREmI o ?? ???? Mmmett????11lnonx?????????? eem 11成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 13 V 導(dǎo)通時(shí)，電源 E 經(jīng) V 向 L 供電使其貯能，此時(shí)電流為 1i 。 同時(shí)， E 和 1C 共同魔法 R 供電，并向 2C 充電。當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正，反轉(zhuǎn)以及可電動(dòng)又可制動(dòng)的場(chǎng)合，就必須將兩個(gè)電流可逆斬波電成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 18 路組合起來(lái)，分別向電動(dòng)機(jī)提供正向和反向電壓，即成為橋式可逆斬波電路。 直流傳動(dòng)是斬波電路應(yīng)用的傳統(tǒng)儲(chǔ)，而開(kāi)關(guān)電源則是斬波電路應(yīng)用的新領(lǐng)域，前者應(yīng)用在逐漸萎縮，而后者的應(yīng)用方興未 艾、欣欣向榮，是電力電子領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。這些工具方便用戶使用 MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。函數(shù)所能解決的問(wèn)題其大致包括矩陣運(yùn)算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號(hào)運(yùn)算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析、工程中的優(yōu)化問(wèn)題、 稀疏矩陣 運(yùn)算、復(fù)數(shù)的各種運(yùn)算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學(xué)運(yùn)算、多維數(shù)組操作以及建模動(dòng)態(tài)仿真等。 降壓斬波電路的仿真 降壓變流器主電路的設(shè)計(jì)除要選擇器件和二極管外，還需要確定電感 L 的參數(shù)，電感參數(shù)的計(jì)算是復(fù)雜的，但是采用仿真卻很方便。 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 31 三相三重?cái)夭娐返姆抡? 圖 三重三相斬波電路仿真模型 仿真參數(shù)：直流電源 E 設(shè)為 200V，三個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器的脈沖周期均為 30μs，脈沖寬度為 20%， pulse1 的延遲時(shí)間 為 0， pulse2 延遲時(shí)間為 10μs,pulse3 的延遲時(shí)間為 20μs。 4 月底，論文的文字?jǐn)⑹鲆呀?jīng)完成。 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 35 致謝 這次的畢業(yè)論文是在我的指導(dǎo)老師 許麗 老師親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。我將這一困難告訴了導(dǎo)師，在導(dǎo)師細(xì)心的指導(dǎo)下，終于使我對(duì)自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 當(dāng)把脈沖發(fā)生器的脈沖寬度設(shè)為 %時(shí)， 導(dǎo)通比 α 為 1/3，因此該電路作降壓斬波電路，輸出電壓 oU 應(yīng)為 100V,設(shè)置仿真時(shí)間為,算法采用 ode45s。 6）實(shí)用的程序接口和發(fā)布平臺(tái) 新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 編譯器和 C/C++數(shù)學(xué)庫(kù)和圖形庫(kù)，將自己的 MATLAB 程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換為獨(dú)立于 MATLAB 運(yùn)行的C 和 C++代碼。 3）強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力 MATLAB 是一個(gè)包含大量計(jì)算算法的集合。 (1)MATLAB 的 應(yīng)用 MATLAB 產(chǎn)品族可以用來(lái)進(jìn)行以下各種工作： ● 數(shù)值分析 ● 數(shù)值和符號(hào)計(jì)算 ● 工程與科學(xué)繪圖 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 22 ● 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 ● 數(shù)字圖像處理 技術(shù) ● 數(shù)字信號(hào)處理 技術(shù) ● 通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 ● 財(cái)務(wù)與金融工程 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 19 當(dāng)上述電路電源公用而負(fù)載為三個(gè)獨(dú)立負(fù)載時(shí)，則為 三相一重?cái)夭娐?，而?dāng)電源為三個(gè)獨(dú)立電源，向一個(gè)負(fù)載供電時(shí)，則為一相三重?cái)夭娐贰? 圖 電流可逆斬波電路 及其波形 a) 電路圖 b) 波形 圖 1V 和 1VD 構(gòu)成降壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)運(yùn)行，工作于第 1 象限， 2V 和 2VD 構(gòu)成升壓斬波電路，電動(dòng)機(jī)作再生制動(dòng)運(yùn)行，工作于第2 象限，要注意的是必須防止 1V 和 2V 同時(shí)導(dǎo)通而導(dǎo)致的電源短路。電路相當(dāng)于開(kāi)關(guān) S 在 A、 B兩點(diǎn)之間交替切換。 如果忽略電路中的損耗，則由電源提供的能量?jī)H由負(fù)載 R 消耗 ，即 (124) 該式表明與降壓斬波電路一樣，升壓斬波電路可看作直流變壓器。 由圖 可知， 10I 和 20I 分別是負(fù)載電流瞬時(shí)值的最小值和最大值。 0t? 時(shí)刻驅(qū)動(dòng) V 導(dǎo)通，電源 E 向負(fù)載供電，負(fù)載電壓 ouE? ，負(fù)載電流 oi 按指數(shù)曲線上升。 現(xiàn)在已有專為各種控制功能設(shè)計(jì)的專用集成電路，使變換器的控制電路大為簡(jiǎn)化。它主要研究各種電力電子器件，以及由這些電力電子器件所構(gòu)成的各式各樣的電路或裝置，以完成對(duì)電能的變換和控制。 關(guān)鍵詞 ： 直流斬波 分析 Matlab 仿真 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)論文 II Abstract DC Chopper (DC Chopper) function is to change DC to another fixed voltage or adjustable voltage DC, also known as direct DC DC Converter (DC/DC Converter). The kinds of DC chopper are more, including six basic choppers: Buck